Metode electrochimice de analiză- este un set de metode de analiză calitativă și cantitativă bazate pe fenomene electrochimice care apar în mediul studiat sau la interfață și asociate cu o modificare a structurii; compoziție chimică sau concentrația de analit.

Varietățile metodei sunt analiza electrogravimetrică (electroanaliza), electroliza internă, schimbul de metal de contact (cimentarea), analiza polarografică, coulometria etc. În special, analiza electrogravimetrică se bazează pe cântărirea unei substanțe eliberate pe unul dintre electrozi. Metoda permite nu numai efectuarea determinărilor cantitative de cupru, nichel, plumb etc., ci și separarea amestecurilor de substanțe.

În plus, metodele electrochimice de analiză includ metode bazate pe măsurarea conductibilității electrice (conductometrie) sau a potențialului electrodului (potențiometrie). Unele metode electrochimice sunt utilizate pentru a găsi punctul final al unei titrari (titrare amperometrică, titrare conductometrică, titrare potențiometrică, titrare coulometrică).

Există metode electrochimice directe și indirecte. În metodele directe se utilizează dependența puterii curentului (potențial etc.) de concentrația analitului. În metodele indirecte se măsoară puterea curentului (potențial etc.) pentru a găsi punctul final al titrarii componentei care urmează să fie determinată cu un titrant adecvat, adică. utilizați dependența parametrului măsurat de volumul titrantului.

Orice fel de măsurare electrochimică necesită un circuit electrochimic sau o celulă electrochimică, parte integrantă care este soluția analizată.

Metodele electrochimice se clasifică în funcție de tipul de fenomene măsurate în timpul analizei. Există două grupe de metode electrochimice:

1. Metode fără suprapunerea unui potențial străin, bazate pe măsurarea diferenței de potențial care apare într-o celulă electrochimică formată dintr-un electrod și un vas cu soluție de testare. Acest grup de metode este numit potențiometrice.În metodele potențiometrice se utilizează dependența potențialului de echilibru al electrozilor de concentrația ionilor implicați în reacția electrochimică asupra electrozilor.

2. Metode cu impunerea unui potențial străin, bazate pe măsurarea: a) conductivității electrice a soluțiilor - conductometrie; b) cantitatea de energie electrică trecută prin soluție - cuulometrie; c) dependența curentului de potențialul aplicat - voltametrie; d) timpul necesar pentru trecerea unei reacții electrochimice - metode cronoelectrochimice(cronovoltametrie, cronoconductometrie). În metodele acestui grup, se aplică un potențial străin electrozilor celulei electrochimice.

Elementul principal al dispozitivelor pentru analiza electrochimică este o celulă electrochimică. În metodele fără impunerea unui potențial străin, este celulă galvanică, în care, datorită apariției reacțiilor chimice redox, electricitate. Într-o celulă de tip celulă galvanică, doi electrozi sunt în contact cu soluția analizată - un electrod indicator, al cărui potențial depinde de concentrația substanței, și un electrod cu un potențial constant - un electrod de referință, în raport cu care se măsoară potenţialul electrodului indicator. Măsurarea diferenței de potențial se realizează cu dispozitive speciale - potențiometre.

În metodele cu potențial străin suprapus, celulă electrochimică, numit astfel deoarece electroliza are loc pe electrozii celulei sub actiunea unui potential aplicat - oxidarea sau reducerea unei substante. Analiza conductometrică utilizează o celulă conductometrică în care se măsoară conductivitatea electrică a unei soluții. După metoda de aplicare, metodele electrochimice pot fi clasificate în metode directe, în care concentrația de substanțe se măsoară în funcție de indicația instrumentului, și titrare electrochimică, unde indicarea punctului de echivalență este fixată cu ajutorul măsurătorilor electrochimice. În conformitate cu această clasificare, există potențiometrie și titrare potențiometrică, conductometrie și titrare conductometrică etc.

Instrumentele pentru determinări electrochimice, pe lângă celula electrochimică, agitatorul și rezistența la sarcină, includ dispozitive pentru măsurarea diferenței de potențial, curentului, rezistenței soluției și cantității de electricitate. Aceste măsurători pot fi efectuate cu instrumente indicatoare (voltmetru sau microampermetru), osciloscoape, potențiometre de înregistrare automată. Dacă semnalul electric de la celulă este foarte slab, atunci acesta este amplificat cu ajutorul amplificatoarelor radio. În dispozitivele de metode cu potențial străin suprapus, o parte importantă o reprezintă dispozitivele pentru alimentarea celulei cu potențialul corespunzător al unui curent continuu sau alternativ stabilizat (în funcție de tipul de metodă). Unitatea de alimentare pentru instrumentele de analiză electrochimică include de obicei un redresor și un stabilizator de tensiune, care asigură stabilitatea instrumentului.

Potențiometria combină metode bazate pe măsurarea fem-ului circuitelor electrochimice reversibile atunci când potențialul electrodului de lucru este aproape de valoarea de echilibru.

Voltametria se bazează pe studiul dependenței curentului de polarizare de tensiunea aplicată celulei electrochimice, când potențialul electrodului de lucru diferă semnificativ de valoarea de echilibru. Este utilizat pe scară largă pentru determinarea substanțelor din soluții și topituri (de exemplu, polarografie, amperometrie).

Coulometria combină metode de analiză bazate pe măsurarea cantității de substanță eliberată la un electrod în timpul unei reacții electrochimice în conformitate cu legile lui Faraday. În coulometrie, potențialul electrodului de lucru diferă de valoarea de echilibru.

Analiza conductometrică se bazează pe o modificare a concentrației unei substanțe sau a compoziției chimice a mediului în spațiul interelectrod; nu are legătură cu potențialul electrodului, care este de obicei apropiat de valoarea de echilibru.

Dielectrometria combină metode de analiză bazate pe măsurarea constantei dielectrice a unei substanțe, datorită orientării particulelor (molecule, ioni) cu un moment dipol într-un câmp electric. Titrarea dielectrometrică este utilizată pentru analiza soluțiilor.

Metodele de analiză electrochimică sunt un set de metode de analiză calitativă și cantitativă bazate pe fenomene electrochimice care apar în mediul studiat sau la limita de fază și asociate cu o modificare a structurii, compoziției chimice sau concentrației analitului.

Metodele electrochimice de analiză (ECMA) se bazează pe procese care au loc pe electrozi sau în spațiul interelectrod. Avantajul lor este precizia ridicată și simplitatea comparativă atât a echipamentelor, cât și a metodelor de analiză. Precizia ridicată este determinată de legile foarte precise utilizate în ECMA. O mare comoditate este că această metodă folosește influențe electrice, iar rezultatul acestei influențe (răspuns) se obține și sub forma unui semnal electric. Acest lucru oferă viteză mare și precizie de numărare, deschide posibilități largi de automatizare. ECMA se disting printr-o bună sensibilitate și selectivitate, în unele cazuri pot fi atribuite microanalizei, deoarece uneori mai puțin de 1 ml de soluție este suficient pentru analiză.

În funcție de tipurile de semnal analitic, acestea sunt împărțite în:

1) conductometrie - măsurarea conductivității electrice a soluției de testare;

2) potențiometrie - măsurarea potențialului de echilibru fără curent al electrodului indicator, pentru care substanța de testat este potențiodeterminantă;

3) coulometrie - măsurarea cantității de energie electrică necesară pentru transformarea completă (oxidare sau reducere) a substanței studiate;

4) voltametrie - măsurarea caracteristicilor de polarizare staționară sau nestaționară a electrozilor în reacțiile care implică substanța de testat;

5) electrogravimetrie - măsurarea masei unei substanțe eliberate dintr-o soluție în timpul electrolizei.

27. Metoda potențiometrică.

potențiometrie - măsurarea potențialului de echilibru fără curent al electrodului indicator, pentru care substanța de testat este potențiodeterminantă.

A) standard (electrod de referință) - are un potențial constant, independent de extern. Termeni

B) electrod individual - potențialul său depinde de concentrația substanței.

Potențialul depinde de concentrație: E = f(c)

Ecuația lui Nerist E= E° + lna kat

E° - standard. Electron. Potential (const)

R- Univers. Constanta de gazconst)

T este rata absolută (t)- +273 °

.n este numărul de electroni implicați. În oxidare/recuperare Reacții

. a - concentraţia activă

Metoda potențiometriei

Potențiometria ionometrică

Punct de echivalare

E

Сх Vх = l t *Vt

28. Metoda conductometrică.

conductometrie - măsurarea conductivității electrice a soluției de testare.

Titrare conductometrică

Conductometru (instrument)

Analiza conductometrică (conductometria) se bazează pe utilizarea relației dintre conductivitatea electrică (conductivitatea electrică) a soluțiilor de electroliți și concentrația acestora.

Conductivitatea electrică a soluțiilor de electroliți - conductori de al doilea fel - se apreciază pe baza măsurării rezistenței lor electrice într-o celulă electrochimică, care este un vas de sticlă (sticlă) cu doi electrozi lipiți în el, între care soluția de electrolit de testat este situat. Un curent alternativ trece prin celulă. Electrozii sunt cel mai adesea din platină metalică, care, pentru a mări suprafața electrozilor, este acoperită cu un strat de platină spongioasă prin depunere electrochimică din soluții de compuși de platină (electrozi de platină).

29. Polarografie.

Polarografia este o metodă de analiză chimică calitativă și cantitativă bazată pe obținerea de curbe ale dependenței mărimii curentului de tensiunea dintr-un circuit format din soluția de testare și electrozi scufundați în ea, dintre care unul este puternic polarizabil, iar celălalt. este practic nepolarizabil. Astfel de curbe - polarograme - sunt obținute cu ajutorul polarografelor.

Metoda polarografică se caracterizează printr-o sensibilitate ridicată. Pentru a efectua analiza, de obicei sunt suficiente 3-5 ml de soluție de testat. Analiza cu un polarograf cu auto-înregistrare durează doar aproximativ 10 minute. Polarografia este utilizată pentru a determina conținutul de substanțe toxice din obiectele de origine biologică (de exemplu, compuși de mercur, plumb, taliu etc.), pentru a determina gradul de saturație a oxigenului din sânge, pentru a studia compoziția aerului expirat și nocive. substanțe în aerul întreprinderilor industriale.Metoda polarografică de analiză este foarte sensibilă și face posibilă determinarea substanțelor la concentrații foarte scăzute (până la 0,0001%) în soluție.

30. Clasificarea metodelor spectrale de analiză. Conceptul de spectru.

Analiza spectrală este un set de metode de determinare a calității și cantității. Compoziția, precum și structura materiei (pe baza interacțiunii obiectului de cercetare cu diferite tipuri de radiații.)

Toate metodele spectroscopice se bazează pe interacțiunea atomilor, moleculelor sau ionilor care alcătuiesc substanța analizată cu radiația electromagnetică. Această interacțiune se manifestă prin absorbția sau emisia de fotoni (quanta). În funcție de natura interacțiunii probei cu radiația electromagnetică, se disting două grupuri de metode -

Emisia si absorbtia. În funcție de ce particule formează semnalul analitic, există metode de spectroscopie atomică și metode de spectroscopie moleculară.

Problema

În metodele de emisie, proba analizată emite fotoni ca urmare a excitației sale.

absorbţie

În metodele de absorbție, radiația dintr-o sursă externă este trecută prin eșantion, în timp ce unele cuante sunt absorbite selectiv de atomi sau molecule.

Spectru- distribuția valorilor unei mărimi fizice (de obicei energie, frecvență sau masă). O reprezentare grafică a unei astfel de distribuții se numește diagramă spectrală. De obicei, spectrul înseamnă spectrul electromagnetic - spectrul de frecvență (sau același cu energiile cuantice) al radiației electromagnetice.

1.reflexia luminii

2. întoarcerea fasciculului de lumină (defracție)

3. împrăștierea luminii: nefelometrie, turbidimetrie

4. Absorbția luminii

5reradiere

A) fosforescență (durează mult timp)

B) fluorescență (foarte scurtă)

Prin natura distribuției valorilor unei mărimi fizice, spectrele pot fi discrete (liniare), continue (continue) și reprezintă, de asemenea, o combinație (suprapunere) de spectre discrete și continue.

Exemple de spectre de linii sunt spectrele de masă și spectrele tranzițiilor electronice legate de un atom; exemple de spectre continue sunt spectrul radiației electromagnetice a unui solid încălzit și spectrul tranzițiilor electronice libere ale unui atom; exemple de spectre combinate sunt spectrele de emisie ale stelelor, unde liniile de absorbție cromosferică sau majoritatea spectrelor de sunet sunt suprapuse pe spectrul continuu al fotosferei.

31. Fotometria: principiul metodei, aplicare în cercetarea criminalistică.

Fotometrie - metoda spectrală se bazează pe absorbția radiațiilor electromagnetice în domeniul vizibil și aproape ultraviolet (metoda se bazează pe absorbția luminii)

Molecular Atomic

Spectroscopie Spectroscopie (În analiză electronică)

Cuvetă - lumina trece prin ea

l

I (intensitatea luminii de ieșire)

I° este intensitatea luminii incidente.

Fotometria este o ramură a opticii fizice și tehnologiei de măsurare dedicată metodelor de studiere a caracteristicilor energetice ale radiației optice în procesul de emisie, propagare în diverse mediiși interacțiunile cu corpurile. Fotometria se realizează în intervalele infraroșu (lungimi de undă - 10 -3 ... 7 10 -7 m), vizibil (7 10 -7 ... 4 10 -7 m) și ultraviolet (4 10 -7 ... 10 -8 m) radiatii optice. Când radiația electromagnetică din domeniul optic se propagă într-un mediu biologic, se observă o serie de efecte principale: absorbția și împrăștierea radiațiilor de către atomii și moleculele mediului, împrăștierea neomogenităților mediului pe particule, depolarizarea radiației. Prin înregistrarea datelor privind interacțiunea radiațiilor optice cu mediul, se pot determina parametrii cantitativi asociați cu caracteristicile medicale și biologice ale obiectului studiat. Fotometrele sunt folosite pentru a măsura mărimi fotometrice. În ceea ce privește fotometria, lumina este o radiație capabilă să producă o senzație de luminozitate atunci când este expusă ochiului uman. Fotometria ca știință se bazează pe teoria câmpului luminos dezvoltată de A. Gershun.

Există două metode generale de fotometrie: 1) fotometria vizuală, în care capacitatea ochiului uman de a percepe diferențele de luminozitate este utilizată pentru a egaliza luminozitatea a două câmpuri de comparație prin mijloace mecanice sau optice; 2) fotometria fizică, în care diverși receptori de lumină de alt fel sunt utilizați pentru a compara două surse de lumină - fotocelule în vid, fotodiode semiconductoare etc.

32. Legea lui Bouguer-Lambert-Beer, utilizarea sa în analiza cantitativă.

O lege fizică care determină atenuarea unui fascicul de lumină monocromatic paralel pe măsură ce se propagă într-un mediu absorbant.

Legea se exprimă prin următoarea formulă:

,

unde este intensitatea fasciculului de intrare, este grosimea stratului de materie prin care trece lumina, este indicele de absorbție (a nu se confunda cu indicele de absorbție adimensional, care este legat de formulă, unde este lungimea de undă) .

Indicele de absorbție caracterizează proprietățile unei substanțe și depinde de lungimea de undă λ a luminii absorbite. Această dependență se numește spectrul de absorbție al substanței.

Pentru soluțiile de substanțe absorbante în solvenți care nu absorb lumina, indicele de absorbție poate fi scris ca

unde este coeficientul care caracterizează interacțiunea unei molecule de dizolvat absorbant cu lumina cu lungimea de undă λ, este concentrația de substanță dizolvată, mol/l.

Afirmația de care nu depinde se numește legea lui Beer (a nu se confunda cu legea lui Beer). Această lege presupune că capacitatea unei molecule de a absorbi lumina nu este afectată de alte molecule din jur ale aceleiași substanțe în soluție. Cu toate acestea, se observă numeroase abateri de la această lege, mai ales în general.

Dacă un strat de soluție sau gaz cu o grosime (un flux luminos de intensitate I trece prin intermediul legii Lambert-Beer, cantitatea de lumină absorbită va fi proporțională cu intensitatea /, concentrația c a substanței). care absoarbe lumina și grosimea STRATULUI), legea BMB, care leagă intensitatea luminii incidente pe substanță și a trecut-o, cu concentrația substanței și grosimea stratului absorbant. Ei bine, aceasta este aceeași cu refracția , doar atenuare în substanță. Care lumină absoarbe sub un anumit procent. Adică, restul de ieșire a luminii este

33. Spectroscopie IR.

Această metodă de analiză se bazează pe înregistrarea spectrelor de absorbție în infraroșu ale unei substanțe. Absorbția de către o substanță din regiunea infraroșu are loc datorită vibrațiilor atomilor din molecule. Vibrațiile sunt împărțite în valență (când distanțele dintre atomi se modifică în timpul vibrației) și vibraționale (când unghiurile dintre legături se modifică în timpul vibrației). Tranzițiile între diferitele stări de vibrație în molecule sunt cuantificate, datorită cărora absorbția în regiunea IR are forma unui spectru, unde fiecare vibrație are propria lungime de undă. Este clar că lungimea de undă pentru fiecare vibrație depinde de atomii care participă la ea și, în plus, depinde puțin de mediul lor.

Spectroscopia IR nu este o metodă de separare, adică atunci când se studiază o substanță, se poate dovedi că un amestec de mai multe substanțe a fost de fapt studiat, ceea ce, desigur, va distorsiona foarte mult rezultatele interpretării spectrului. Ei bine, încă nu este complet corect să vorbim despre identificarea fără ambiguitate a unei substanțe folosind metoda spectroscopiei IR, deoarece metoda vă permite mai degrabă să identificați anumite grup functional, și nu numărul lor în legătură și modul lor de comunicare între ele.

Metoda spectroscopiei IR este utilizată în studiul materialelor polimerice, fibrelor, acoperirilor de vopsea, droguri(când se identifică un material de umplutură, care este adesea carbohidrați, inclusiv polizaharide). Metoda este indispensabilă în special în studiul lubrifianților, prin aceea că face posibilă determinarea simultană a naturii atât a bazei lubrifiantului, cât și a eventualilor aditivi (aditivi) la această bază.

34. Analiza fluorescenței cu raze X.

(XRF) este una dintre metodele spectroscopice moderne de studiere a unei substanțe în vederea obținerii compoziției sale elementare, adică a analizei sale elementare. Poate analiza diverse elemente de la beriliu (Be) la uraniu (U). Metoda XRF se bazează pe colectarea și analiza ulterioară a spectrului obținut prin expunerea la raze X a materialului studiat. Când este iradiat, atomul intră într-o stare excitată, care constă în tranziția electronilor la niveluri de energie mai înalte. Un atom rămâne într-o stare excitată pentru un timp extrem de scurt, de ordinul unei microsecunde, după care revine într-o poziție de liniște (starea fundamentală). În acest caz, electronii din învelișurile exterioare fie umplu locurile libere formate, iar energia în exces este emisă sub formă de foton, fie energia este transferată unui alt electron din învelișurile exterioare (electron Auger)

Ecologie și protecție mediu inconjurator: determinarea metalelor grele în sol, sedimente, apă, aerosoli etc.

Geologie si mineralogie: analiza calitativa si cantitativa a solurilor, mineralelor, stânci si etc.

Metalurgie și industria chimică: controlul calității materiilor prime, procesului de producție și produselor finite

Industria vopselelor: analiza vopselelor cu plumb

35. Spectroscopie de emisie atomică.

Analiza spectrală a emisiilor atomice este un set de metode de analiză elementară bazată pe studiul spectrelor de emisie ale atomilor și ionilor liberi în faza gazoasă. De obicei, spectrele de emisie sunt înregistrate în intervalul de lungimi de undă optice cel mai convenabil de la 200 la 1000 nm.

AES (spectrometria de emisie atomica) este o metoda de determinare a compozitiei elementare a unei substante din spectrele optice de emisie ale atomilor si ionilor probei analizate, excitati in surse de lumina. Ca surse de lumină pentru analiza emisiilor atomice, se utilizează o flacără de arzător sau diferite tipuri de plasmă, inclusiv scânteie electrică sau plasmă cu arc, plasmă cu scânteie laser, plasmă cuplată inductiv, descărcare strălucitoare etc. AES este cea mai comună metodă extrem de sensibilă de identificare. și elemente de cuantificare.impurități în substanțe gazoase, lichide și solide, inclusiv cele de înaltă puritate.

Domenii de utilizare:

Metalurgie: analiza compoziției metalelor și aliajelor,

Industria minieră: explorarea probelor geologice și a mineralelor,

Ecologie: analiza apei si a solului,

Tehnica: analiza uleiurilor de motor și a altor fluide tehnice pentru impuritățile metalice,

Cercetare biologică și medicală.

Principiul de funcționare.

Principiul de funcționare al unui spectrometru de emisie atomică este destul de simplu. Se bazează pe faptul că atomii fiecărui element pot emite lumină de anumite lungimi de undă - linii spectrale, iar aceste lungimi de undă sunt diferite pentru diferite elemente. Pentru ca atomii să emită lumină, ei trebuie să fie excitați - prin încălzire, printr-o descărcare electrică, printr-un laser sau într-un alt mod. Cu cât sunt mai mulți atomi dintr-un anumit element prezenți în proba analizată, cu atât radiația lungimii de undă corespunzătoare va fi mai strălucitoare.

Intensitatea liniei spectrale a elementului analizat, pe lângă concentrația elementului analizat, depinde de un numar mare diverși factori. Din acest motiv, este imposibil să se calculeze teoretic relația dintre intensitatea liniei și concentrația elementului corespunzător. De aceea, analiza necesită eșantioane standard care sunt apropiate ca compoziție de proba analizată. Anterior, aceste mostre standard sunt expuse (arse) pe dispozitiv. Pe baza rezultatelor acestor arsuri, se construiește un grafic de calibrare pentru fiecare element analizat, adică. dependența intensității liniei spectrale a unui element de concentrația acestuia. Ulterior, în timpul analizei probelor, aceste curbe de calibrare sunt folosite pentru a recalcula intensitățile măsurate în concentrații.

Pregătirea probelor pentru analiză.

Trebuie avut în vedere că sunt analizate efectiv câteva miligrame dintr-o probă de la suprafața acesteia. Prin urmare, pentru a obține rezultate corecte, proba trebuie să fie omogenă ca compoziție și structură, iar compoziția probei trebuie să fie identică cu compoziția metalului analizat. Când se analizează metalul într-o turnătorie sau topitorie, se recomandă utilizarea unor matrițe speciale pentru turnarea probelor. În acest caz, forma probei poate fi arbitrară. Este necesar doar ca proba analizată să aibă o suprafață suficientă și să poată fi prinsă într-un trepied. Pentru analiza probelor mici, cum ar fi bare sau fire, se pot folosi adaptoare speciale.

Avantajele metodei:

fără contact,

Posibilitatea determinării cantitative simultane a unui număr mare de elemente,

Precizie mare,

Limite scăzute de detectare,

Ușurință în pregătirea probei

Cost scăzut.

36. Spectroscopie de absorbție atomică.

metoda de determinare cantitativă a compoziției elementare a substanței de testat prin spectre de absorbție atomică, bazată pe capacitatea atomilor de a absorbi selectiv radiația electromagnetică în decomp. secțiuni ale spectrului. A.-a.a. efectuate pe un special dispozitive – absorbție. spectrofotometre. Se dizolvă o probă din materialul analizat (de obicei cu formarea de săruri); soluția sub formă de aerosol este alimentată în flacăra arzătorului. Sub acțiunea unei flăcări (3000°C), moleculele de sare se disociază în atomi, care pot absorbi lumina. Apoi, prin flacăra arzătorului trece un fascicul de lumină, în spectrul căruia există linii spectrale corespunzătoare unuia sau altuia element. Din radiația totală, liniile spectrale investigate sunt izolate de un monocromator, iar intensitatea lor este fixată de o unitate de înregistrare. Mat. prelucrarea se efectuează după formula: J = J0 * e-kvI,

unde J și J0 sunt intensitățile luminii transmise și incidente; kv - coeficient. absorbția, în funcție de frecvența acesteia; I - grosimea stratului absorbant

mai sensibil decât centrala nucleară

37. Nefelometrie și turbidimetrie.

S = lg (I°/I) intensitatea incidentului. În soluția (I °) împărțim la intensitatea care iese din soluția (I) \u003d

turbiditate k-const

b este lungimea traiectoriei fasciculului luminos

N este numărul de particule în unități. r-ra

Analiza nefelometrică și turbidimetrică utilizează fenomenul de împrăștiere a luminii prin particule solide suspendate în soluție.

Nefelometria este o metodă de determinare a dispersiei și concentrației sistemelor coloidale prin intensitatea luminii împrăștiate de acestea. Nefelometrie, măsurătorile se fac într-un dispozitiv special de nefelometru, a cărui funcționare se bazează pe compararea intensității luminii împrăștiate de mediul studiat cu intensitatea luminii împrăștiate de un alt mediu care servește ca etalon. Teoria împrăștierii luminii prin sisteme coloidale, în care dimensiunile particulelor nu depășesc jumătatea lungimii de undă a luminii incidente, a fost dezvoltată de fizicianul englez J. Rayleigh în 1871. Conform legii lui Rayleigh, intensitatea luminii pe care am împrăștiat-o în o direcție perpendiculară pe fasciculul incident este exprimată prin formula I \u003d QNvlk - unde q este intensitatea luminii incidente, N este numărul total particule pe unitate de volum sau concentrație parțială, v este volumul unei particule, \ este lungimea de undă a luminii incidente, k este o constantă în funcție de indicii de refracție ai particulelor coloidale și mediul de dispersie din jur, distanța de la sursa de lumină , precum și asupra unităților de măsură acceptate

Turbidimetria este o metodă de analiză a mediilor tulburi bazată pe măsurarea intensității luminii absorbite de acestea. Măsurătorile turbidimetrice se fac în lumină transmisă folosind turbidimetre vizuale sau colorimetre fotoelectrice. Tehnica de măsurare este asemănătoare celei colorimetrice și se bazează pe aplicabilitatea lui Bouguer-Lambert la medii tulburi – legea lui Beer, care în cazul suspensiilor este valabilă doar pentru straturi foarte subțiri sau la diluții semnificative. În turbidimetrie se impune respectarea cu atenție a condițiilor de formare a unei faze dispersate, similare condițiilor observate în nefelometrie. O îmbunătățire semnificativă a turbidimetriei este utilizarea titrarii turbidimetrice a vârfului de turbiditate folosind colorimetre fotoelectrice. Turbidimetria este utilizată cu succes pentru determinarea analitică a sulfaților, fosfaților, clorurilor, cianurilor, plumbului, zincului etc.

Principalul avantaj al metodelor nefelometrice și turbidimetrice este sensibilitatea lor ridicată, care este deosebit de valoroasă în raport cu elementele sau ionii pentru care nu există reacții de culoare. În practică, de exemplu, determinarea nefelometrică a clorurii și sulfatului în apele naturale și obiecte similare este utilizată pe scară largă. Din punct de vedere al preciziei, turbidimetria și nefelometria sunt inferioare metodelor fotometrice, ceea ce se datorează în principal dificultăților de obținere a suspensiilor cu aceleași dimensiuni ale particulelor, stabilității în timp etc. proprietăților suspensiei.

Nefelometria și turbidimetria sunt utilizate, de exemplu, pentru a determina SO4 sub formă de suspensie de BaSO4, Cl- sub formă de suspensie de AgCl, S2- sub formă de suspensie de CuS cu un inferior. limitele conținuturilor determinate ~ 0,1 µg/ml. Pentru a standardiza condițiile de analiză în experimente, este necesar să se controleze strict temperatura, volumul suspensiei, concentrația de reactivi, viteza de agitare și timpul măsurătorilor. Precipitația trebuie să fie rapidă, iar particulele care trebuie depuse trebuie să fie mici și cu valoare p scăzută. Pentru a preveni coagularea particulelor mari, se adaugă adesea un stabilizator la soluție, de exemplu. gelatină, glicerină.

38. Cromatografia: istoricul apariției, principiul metodei, aplicarea în instanță. Cercetare.

Cromatografia este o metodă de sorbție dinamică pentru separarea și analizarea amestecurilor de substanțe, precum și pentru studierea proprietăților fizico-chimice ale substanțelor. Se bazează pe distribuția substanțelor între două faze - staționară (fază solidă sau lichid legat pe un purtător inert) și mobil (fază gazoasă sau lichidă, eluent). Numele metodei este asociat cu primele experimente pe cromatografie, în timpul cărora dezvoltatorul metodei, Mikhail Tsvet, a separat pigmenții de plante viu colorați.

Metoda cromatografiei a fost folosită pentru prima dată de botanistul rus Mihail Semenovici Tsvet în 1900. El a folosit o coloană umplută cu carbonat de calciu pentru a separa pigmenții vegetali. Primul raport despre dezvoltarea metodei cromatografiei a fost făcut de Tsvet la 30 decembrie 1901 la al XI-lea Congres al Naturaliştilor şi Medicilorîn Sankt Petersburg. Prima lucrare tipărită despre cromatografie a fost publicată în 1903 în jurnal Proceedings of the Warsaw Society of Naturalists. Primul termen cromatografia a apărut în două lucrări tipărite de Color în 1906 publicate într-o revistă germană Berichte der Deutschen Botanischen Gesellschaft. În 1907, culoarea își demonstrează metoda Societatea Germană de Botanică.

În 1910-1930, metoda a fost uitată nemeritat și practic nu s-a dezvoltat.

În 1931, R. Kuhn, A. Winterstein și E. Lederer au izolat fracțiile α și β în formă cristalină din carotenul brut folosind cromatografia, ceea ce a demonstrat valoarea preparativă a metodei.

În 1941, A. J. P. Martin și R. L. M. Sing au dezvoltat o nouă formă de cromatografie bazată pe diferența dintre coeficienții de distribuție a substanțelor care trebuie separate între două lichide nemiscibile. Metoda se numește „ cromatografia de partiție».

În 1947, T. B. Gapon, E. N. Gapon și F. M. Shemyakin au dezvoltat metoda „cromatografiei cu schimb de ioni”.

În 1952, J. Martin și R. Singh au primit Premiul Nobel pentru Chimie pentru crearea unei metode de cromatografie de partiție.

De la mijlocul secolului al XX-lea până în prezent, cromatografia s-a dezvoltat rapid și a devenit una dintre cele mai utilizate metode analitice.

Clasificare: gaz, lichid

Fundamentele cromatografiei. proces. Pentru efectuarea cromatografică separarea in-in sau determinarea lor fizico.-chimice. caracteristicile folosesc de obicei speciale. aparate – cromatografe. Principal nodurile cromatografului – cromatografic. coloană, detector și dispozitiv de injectare a probei. Coloana care conține sorbentul îndeplinește funcția de separare a amestecului analizat în componentele sale constitutive, iar detectorul îndeplinește funcția cantităților acestora. definiții. Detectorul, situat la ieșirea coloanei, determină automat în mod continuu concentrația compușilor separați. în fluxul mobil După introducerea amestecului analizat cu fluxul fazei mobile în coloană, zonele tuturor in-in sunt situate la începutul cromatograficului. coloane (Fig. 1). Sub acțiunea fluxului fazei mobile, componentele amestecului încep să se deplaseze de-a lungul coloanei cu decomp. viteze, ale căror valori sunt invers proporționale cu coeficienții de distribuție K ai componentelor cromatografiate. Substanțele bine absorbite, cu valorile constantelor de distribuție pentru care sunt mari, se deplasează de-a lungul stratului de absorbție de-a lungul coloanei mai lent decât cele slab absorbite. Prin urmare, componenta A părăsește coloana cel mai repede, apoi componenta B, iar componenta C este ultima care părăsește coloana (K A<К Б <К В). Сигнал детектора, величина к-рого пропорциональна концентрации определяемого в-ва в потоке элюента, автоматически непрерывно записывается и регистрируется (напр., на диаграммной ленте). Полученная хроматограмма отражает расположение хроматографич. зон на слое сорбента или в потоке подвижной фазы во времени.

Orez. unu. Separarea unui amestec de trei componente (A, B și C) pe o coloană cromatografică K cu un detector D: a - poziția zonelor cromatografice ale componentelor care urmează a fi separate în coloană la anumite intervale de timp; b - cromatograma (C - semnal, t - timp) .

Cu cromatografie în strat plat. separare, o foaie de hârtie sau o placă cu un strat de sorbant acoperit cu mostre din in-va investigat se plasează într-o cromatografică. aparat foto. După separare, componentele sunt determinate prin orice metodă adecvată.

39. Clasificarea metodelor cromatografice.

Cromatografia este o metodă de separare și analiză a substanțelor bazată pe distribuția analizorului. V-va între 2 faze: mobil și staționar

O soluție dintr-un amestec de substanțe de separat este trecută printr-un tub de sticlă (coloană de adsorbție) umplut cu un adsorbant. Ca rezultat, componentele amestecului sunt menținute la diferite înălțimi ale coloanei de adsorbant sub formă de zone (straturi) separate. Lucrurile sunt mai bine adsorbant. Nah în partea de sus a coloanei și mai rău adsorbit în partea inferioară a coloanei. In-va nu poate fi adsorbit - trec prin coloană fără oprire și sunt colectate în filtru.

Clasificări:

1. După starea de agregare a fazelor.

1) Deplasabil

A) gaz (gaze inerte: heliu, argon, ozon)

B) lichid

2. după metoda de conducere

1) pe un plan (plan); strat subțire de hârtie

2) coloana

A) împachetat (coloană împachetată umplută cu sorbant)

B) capilar (sticlă subțire / capilar de cuarț pe suprafața interioară a căruia se aplică faza staționară)

Poate def. Articole în cantități mici.

Materia volatilă este separată.

40. Cromatograma. Parametrii de bază ai vârfului cromatografic.

Cromatograma este rezultatul înregistrării în timp a dependenței concentrației componentelor la ieșirea coloanei.

H S

Fiecare vârf din cromatogramă este caracterizat de două parametrii de bază

1. Timp de retenție ( t R) este timpul de la momentul injectării probei analizate până la momentul înregistrării maximului vârfului cromatografic. Depinde de natura substanței și este o caracteristică calitativă.

2. Înălțime ( h) sau zona ( S) vârf

S = ½ ω × h. (4)

Înălțimea și aria vârfului depind de cantitatea de substanță și sunt caracteristici cantitative.

Timpul de retenție este format din două componente - timpul de rezidență al substanțelor în faza mobilă ( t m) și timpul de rezidență în faza staționară ( t s):

Identificarea vârfurilor componentelor necunoscute ale amestecului analizat se realizează prin comparație (comparație). valori determinate direct din cromatogramă, cu datele tabelare corespunzătoare pentru compuși cunoscuți. Când se identifică în cromatografie, numai negativul este de încredere. Răspuns; de exemplu, vârful i nu este in-țiune A dacă timpii de retenție ai vârfului i și in-va A nu se potrivesc. Coincidența timpilor de retenție ai vârfului i și in-va A este o condiție necesară, dar nu suficientă pentru concluzia că vârful i este în-in A.

În munca practică, alegerea unuia sau altuia parametru pentru interpretarea cantitativă a cromatogramelor este determinată de influența combinată a mai multor factori, viteza și comoditatea calculului, forma (largă, îngustă) și gradul de asimetrie a vârfului cromatografic. , eficiența coloanei utilizate, caracterul complet al separării componentelor amestecului, disponibilitatea dispozitivelor automate necesare (integratoare, sisteme informatice pentru prelucrarea datelor de analiză cromatografică).

Parametrul determinat al vârfului cromatografic este măsurat de către operator pe cromatogramă manual la sfârșitul ciclului de separare a componentelor amestecului analizat

Parametrul determinat al vârfului cromatografic se măsoară automat cu ajutorul voltmetrelor digitale, integratoarelor sau calculatoarelor specializate concomitent cu separarea componentelor amestecului analizat în coloană și înregistrarea cromatogramei

Întrucât tehnica de descifrare a cromatogramelor se reduce la măsurarea parametrilor vârfurilor cromatografice ale compusului de interes și ale standardului, condițiile cromatografice ar trebui să asigure separarea lor completă, dacă este posibil, toate celelalte componente ale probei originale în condițiile de analiză acceptate pot să nu fie separate unul de celălalt sau chiar să nu apară deloc pe cromatogramă (acesta este un avantaj al metodei standard interne față de metoda de normalizare internă)

41. Analiza cromatografică calitativă.

Cu o lungime suficientă a coloanei, poate fi realizată separarea completă a componentelor oricărui amestec. Și după eluarea componentelor separate în fracții separate (eluați), se determină cantitatea de componente ale amestecului (corespunde numărului de eluați), se stabilește compoziția lor calitativă, se determină cantitatea fiecăruia dintre ele folosind metode adecvate de analiză cantitativă.

Analiza cromatografică calitativă, de ex. identificarea unei substanțe prin cromatograma sa se poate realiza prin compararea caracteristicilor cromatografice, cel mai adesea volumul reținut (adică volumul fazei mobile trecute prin coloană de la începutul introducerii amestecului până la apariția acestei componente la coloană). ieșire), găsită în anumite condiții pentru componentele amestecurilor analizate și pentru etalon.

42. Analiza cromatografică cantitativă.

Analiza cromatografică cantitativă este de obicei efectuată pe un cromatograf. Metoda se bazează pe măsurarea diverșilor parametri ai vârfului cromatografic, în funcție de concentrația substanțelor cromatografiate - înălțimea, lățimea, suprafața și volumul reținut sau produsul dintre volumul reținut și înălțimea vârfului.

În cromatografia cantitativă în gaze se folosesc metodele de calibrare absolută și normalizare internă, sau normalizare. Se folosește și o metodă standard internă. Cu calibrarea absolută, dependența înălțimii sau ariei vârfului de concentrația substanței este determinată experimental și se construiesc grafice de calibrare sau se calculează coeficienții corespunzători. În continuare, se determină aceleași caracteristici ale vârfurilor din amestecul analizat, iar concentrația analitului se găsește din curba de calibrare. Această metodă simplă și precisă este principala în determinarea microimpurităților.

Când se utilizează metoda de normalizare internă, suma oricăror parametri de vârf, de exemplu, suma înălțimilor tuturor vârfurilor sau suma ariilor acestora, este luată ca 100%. Apoi, raportul dintre înălțimea unui vârf individual și suma înălțimilor sau raportul dintre aria unui vârf și suma ariilor, atunci când este înmulțit cu 100, va caracteriza fracția de masă (%) a componentei în amestec. Cu această abordare, este necesar ca dependența valorii parametrului măsurat de concentrație să fie aceeași pentru toate componentele amestecului.

43. Cromatografia plană. Utilizarea cromatografiei în strat subțire pentru analiza cernelii.

Prima formă de utilizare a celulozei în cromatografia în strat subțire a fost cromatografia pe hârtie. Plăcile disponibile pentru TLC și TLC cu randament mare permit separarea amestecurilor de substanțe polare, în timp ce cel puțin amestecuri ternare de apă, un solvent organic nemiscibil cu acesta și un solvent solubil în apă care favorizează formarea unei faze) sunt utilizate ca eluent)